发电机分类及其特点

（一）发电机的分类

发电机的分类方法有很多。

1）按工作原理不同进行分类，可分为同步发电机和异步发电机。异步发电机较少使用，目前被广泛使用的大型发电机都是同步发电机。

2）按原动机不同进行分类，可分为汽轮发电机、水轮发电机、燃气轮发电机、柴油发电机等。

3）按冷却介质不同进行分类，可分为空冷发电机、氢冷发电机和水冷发电机。水冷发电机冷却效果最好，但运行要求高。

以惠州LNG电厂为例，该厂三台机组均采用了QFR-400-2-20型发电机，为全氢冷同步汽轮发电机，额定功率为400MW。

（二）全氢冷发电机的特点

用氢气作为冷却介质的氢内冷发电机或常规氢外冷发电机有如下优点：

1）氢气的密度比空气小，氢冷发电机可降低风摩损耗和通风损耗，这是因为风摩损耗和通风损耗与冷却气体的密度成比例。

2）氢气有更大的导热系数和表面散热系数，因此氢冷发电机单位体积的有效材料的输出功率比空冷大，发电机的最大有效输出功率也更大。

3）氢冷发电机定子机座是密封结构，氢气在机内循环，这样避免了灰尘和水汽进入发电机内部，降低了检修和维护费用。

4）由于与氧气和水汽隔绝，发电机绝缘系统更不容易发生电晕，同时一旦发生电晕，也不会产生臭氧损害绝缘，因此延长了定子线棒的寿命。

5）氢气密度小，同时采用密闭通风系统，可降低发电机噪声。

6）氢冷发电机可方便地用于室外布置。

（三）同步发电机的基本特性(www.xing528.com)

同步发电机的基本特性有五种：空载特性、短路特性、负载运行特性、外特性和调整特性。其中表征同步发电机性能的主要是空载特性、短路特性和负载运行特性，利用它们可以测定发电机的基本参数，是电机设计、制造的主要技术数据。

1.空载特性

发电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流I_f感生出的空载电动势E₀（三相对称），其大小随I_f的增大而增大。但是，由于发电机磁路铁心有磁饱和现象，所以两者不成正比。反映空载电动势E₀与励磁电流I_f关系的曲线称为同步发电机的空载特性曲线，如图1-1所示。

利用空载特性曲线可以判断转子绕组有无匝间短路，也可判断定子铁心有无局部短路，如有短路，该处的涡流去磁作用也将使得励磁电流增大。

2.短路特性

发电机在额定转速下，定子三相稳态短路时，电枢短路电流I_k与励磁电流I_f之间的关系曲线称为同步发电机的短路特性曲线，如图1-2所示。

图1-1 同步发电机的空载特性曲线

图1-2 同步发电机的短路特性曲线

如图1-2所示短路特性为一条直线，利用它可以判断转子绕组有无匝间短路，若存在短路，由于匝数的减少，短路特性曲线也会降低。此外，发电机的同步电抗、短路比计算都需要利用短路特性。

3.负载运行特性

当电枢电流I及功率因数cosφ均为常数时，端电压U与励磁电流I_f之间的关系曲线称为负载特性曲线。